城市軌道交通中低壓配電與照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述

黃俊

(安徽省綜合交通研究院股份有限公司)

1 低壓配電與照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)范圍與接口

1.1 設(shè)計(jì)范圍

城市軌道交通項(xiàng)目一般采用總包模式進(jìn)行項(xiàng)目管理，同時(shí)，也會(huì)將項(xiàng)目分成多個(gè)標(biāo)段進(jìn)行設(shè)計(jì)。大部分一個(gè)標(biāo)段規(guī)模有3至4個(gè)地鐵車站。我們從單獨(dú)的地鐵車站來劃分低壓配電與照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)范圍，主要包括車站及兩端相鄰各半個(gè)區(qū)間（車站所轄區(qū)間以相鄰兩站車站中心里程的一半為界）的動(dòng)力配電設(shè)計(jì)、照明及照明配電設(shè)計(jì)、接地設(shè)計(jì)、動(dòng)力與照明設(shè)備選擇、設(shè)備間的接口設(shè)計(jì)以及與其它相關(guān)專業(yè)的接口配合設(shè)計(jì)。

1.2 與各專業(yè)的設(shè)計(jì)接口劃分

1）與供電專業(yè)的接口

變電所0.4kV開關(guān)柜，饋出開關(guān)下口接線端為設(shè)計(jì)分界點(diǎn)。饋出開關(guān)下口接線端以下，饋線電纜屬低壓配電與照明（也可以稱為動(dòng)力照明）專業(yè)設(shè)計(jì)。饋電干線電纜及低壓柜饋出開關(guān)的保護(hù)校核由供電專業(yè)設(shè)計(jì)完成。站臺(tái)板下變電所投影范圍內(nèi)，電纜夾層內(nèi)的電纜支架由供電系統(tǒng)專業(yè)設(shè)計(jì)，其余電纜橋（支）架由動(dòng)照專業(yè)負(fù)責(zé)。區(qū)間供電電纜支架和接地母線由供電系統(tǒng)專業(yè)統(tǒng)一設(shè)置，區(qū)間動(dòng)力照明設(shè)備的接地線由區(qū)間動(dòng)力照明專業(yè)連接到區(qū)間接地母線上。變電所用電由供電系統(tǒng)專業(yè)負(fù)責(zé)。

2）與綜合接地裝置的接口

整個(gè)車站設(shè)置綜合接地裝置，車站綜合接地網(wǎng)由變電專業(yè)統(tǒng)一設(shè)計(jì)。動(dòng)照專業(yè)設(shè)弱電系統(tǒng)接地母排以及車站金屬管線接地母排，設(shè)于站臺(tái)板下夾層內(nèi)，并負(fù)責(zé)在通信設(shè)備室等系統(tǒng)房間，各設(shè)一個(gè)接地端子箱/排。由此端子箱/排至各系統(tǒng)設(shè)備的接地電纜設(shè)計(jì)由相關(guān)專業(yè)自行負(fù)責(zé)，接地端子箱設(shè)備之間及其與弱電系統(tǒng)接地母排間的連接電纜，由動(dòng)照專業(yè)負(fù)責(zé)（具體做法車站機(jī)電接地相關(guān)圖紙)。變電所內(nèi)設(shè)置強(qiáng)電接地母排，由供電專業(yè)設(shè)計(jì)，設(shè)置于變電所控制室內(nèi)，該母排至接地網(wǎng)強(qiáng)電設(shè)備接地引出點(diǎn)的線纜由供電專業(yè)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。強(qiáng)電接地母排以下的饋出線纜均由供電專業(yè)設(shè)計(jì)。弱電接地母排、金屬管線接地母排至接地網(wǎng)引出點(diǎn)的線纜，由動(dòng)力照明專業(yè)設(shè)計(jì)。

1.3 與弱電專業(yè)接口

1）與ISCS（含 BAS、ACS）的接口：

①在綜合監(jiān)控設(shè)備室雙電源切換箱的饋線端，進(jìn)線電纜及雙電源切換箱由動(dòng)力照明設(shè)計(jì)。②在（非車控室端）通風(fēng)空調(diào)電控柜內(nèi)為BAS專業(yè)預(yù)留兩路AC220V電源，接口在通風(fēng)空調(diào)電控柜的相應(yīng)回路饋線端，饋線端以下的線纜由BAS專業(yè)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。

2）與通信、信號(hào)專業(yè)的接口

在其設(shè)備房隔離開關(guān)箱饋出端下口，隔離開關(guān)箱進(jìn)線電纜由動(dòng)力照明專業(yè)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。雙電源切換箱及雙電源切換箱至隔離開關(guān)箱之間的電纜由通信、信號(hào)專業(yè)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。由動(dòng)力照明專業(yè)在其設(shè)備房?jī)?nèi)設(shè)置隔離開關(guān)箱，隔離開關(guān)箱不進(jìn)行雙電源切換，由動(dòng)力照明專業(yè)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。

3）與AFC專業(yè)的接口

在其設(shè)備房雙電源切換箱的饋線端，進(jìn)線電纜及雙電源切換箱由動(dòng)力照明負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。

4）與FAS專業(yè)的接口

在車控室雙電源切換箱的饋線端，進(jìn)線電纜及雙電源切換箱由動(dòng)力照明負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。

車站綜合接地網(wǎng)，弱電接地母排引至車站內(nèi)各弱電系統(tǒng)接地端子箱/排的接地電纜及各系統(tǒng)專業(yè)接地端子箱/排，由車站動(dòng)力照明專業(yè)負(fù)責(zé)。

1.4 與電梯、自動(dòng)扶梯專業(yè)的接口

在電梯、自動(dòng)扶梯自帶控制箱的進(jìn)線端。配電箱及電纜屬車站低壓配電專業(yè)設(shè)計(jì)，并預(yù)留5m長(zhǎng)電纜。扶梯檢修通道下的照明及檢修插座由扶梯專業(yè)設(shè)計(jì)，低壓配電專業(yè)負(fù)責(zé)預(yù)留電源至扶梯自帶控制箱處并預(yù)留5m長(zhǎng)電線。電梯井道內(nèi)的照明及檢修插座以及其電源線纜均由電梯專業(yè)設(shè)計(jì)。

1.5 與通風(fēng)空調(diào)、給排水專業(yè)等機(jī)電一體化設(shè)備的接口界面

接口界面在設(shè)備自帶控制箱或電源箱進(jìn)線端，對(duì)不帶控制箱或電源箱的設(shè)備，其接口在設(shè)備接線盒，進(jìn)線電纜均由動(dòng)力照明負(fù)責(zé)。

1.6 與建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)的接口

車站公共區(qū)燈具的選型及布置由建筑裝修專業(yè)負(fù)責(zé)完成，配電及控制由動(dòng)力照明專業(yè)負(fù)責(zé)。裝修設(shè)計(jì)專業(yè)提供照明計(jì)算書（由燈具廠家配合完成），動(dòng)力照明專業(yè)負(fù)責(zé)對(duì)平均照度值、均勻度值、功率密度值等進(jìn)行校核。動(dòng)力照明提供土建預(yù)留溝、槽、管、洞、接地預(yù)埋件的資料，并加強(qiáng)與土建專業(yè)協(xié)調(diào)，由土建在設(shè)計(jì)和施工中加以完成。

2 低壓配電與照明系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)原則

一級(jí)負(fù)荷從降壓變電所兩段母線上分別饋出一路專用供電線路，向負(fù)荷末端電源切換箱供電，兩路電源在切換箱內(nèi)自動(dòng)切換，以實(shí)現(xiàn)不間斷供電。地下站廳站臺(tái)等公共區(qū)的照明應(yīng)采用分塊控制、交叉供電的配電方式，由降壓變電所兩段母線各負(fù)擔(dān)一半負(fù)荷。應(yīng)急照明分為備用照明和疏散照明。備用照明設(shè)置專用EPS電源裝置作為電源，EPS蓄電池容量時(shí)間為90min。疏散照明及疏散指示由集中型消防照明和疏散指示系統(tǒng)供電及控制。二級(jí)負(fù)荷由來自變電所的一段低壓母線的電源供電，當(dāng)變電所一路電源故障時(shí)，由變電所低壓分段斷路器切換供電。三級(jí)負(fù)荷平時(shí)由三級(jí)負(fù)荷母線以一路電源供電，當(dāng)一臺(tái)變壓器退出運(yùn)行時(shí)，應(yīng)將其從電網(wǎng)中切除。配電方式以放射式為主，對(duì)車控室、出入口、設(shè)備管理區(qū)及二、三級(jí)負(fù)荷小動(dòng)力的同類型設(shè)備可分片設(shè)配電箱供電。照明配電室對(duì)各類負(fù)荷的配電，根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)按照集中分片的原則進(jìn)行。

3 低壓配電與照明系統(tǒng)的動(dòng)力和照明設(shè)計(jì)

3.1 動(dòng)力配電設(shè)計(jì)

在滿足計(jì)量、維修管理要求的情況下，應(yīng)按照明負(fù)荷與動(dòng)力負(fù)荷分開配電。一、二級(jí)負(fù)荷與三級(jí)負(fù)荷分開配電，車站與區(qū)間分開配電進(jìn)行設(shè)計(jì)。通信系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)等用電設(shè)備的配電應(yīng)自成系統(tǒng)，由0.4kV低壓開關(guān)柜室的一、二級(jí)負(fù)荷母線直接供電。排煙風(fēng)機(jī)、送排風(fēng)機(jī)、空調(diào)機(jī)、隧道風(fēng)機(jī)等用電設(shè)備由通風(fēng)空調(diào)電控柜供電，冷水機(jī)組由變電所供電。除環(huán)控設(shè)備外的其他動(dòng)力設(shè)備及兩端各半個(gè)區(qū)間動(dòng)力設(shè)備均直接由降壓變電所配電。

3.2 照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

車站站廳站臺(tái)兩端照明配電室均設(shè)兩個(gè)總照明配電箱，交叉向公共區(qū)工作照明、節(jié)電照明供電，公共區(qū)節(jié)電照明和工作照明比例為1：1。公共區(qū)工作照明和節(jié)電照明不設(shè)照明配電分箱，由總箱直接供電。設(shè)備房照明設(shè)置照明配電分箱，分箱電源直接取自變電所。

照明配電箱中的每一單相回路的電流按不超過16A設(shè)置。照明燈具采用I類燈具（安全照明用燈具除外）。區(qū)間照明燈具設(shè)置正常照明、疏散照明，布置在行車方向的左側(cè)隧道壁上方，正常照明間距按10m間距考慮布置，疏散照明按照5m間距考慮布置。區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道設(shè)置疏散指示、疏散照明和正常照明。

公共區(qū)照明控制一般設(shè)兩級(jí)控制，即車控室控制和照明配電室控制，采用自動(dòng)控制和手動(dòng)控制。自動(dòng)控制采用智能照明控制系統(tǒng)，分為節(jié)能、運(yùn)營(yíng)、清掃、檢修等燈光模式控制，達(dá)到節(jié)約能源的目的。

應(yīng)急照明包括疏散照明和備用照明。車站公共區(qū)、通向站外的出入口通道、附屬用房區(qū)的通道、樓梯間、隧道區(qū)間、火災(zāi)時(shí)需工作的房間設(shè)置疏散照明和疏散指示標(biāo)志。在車站公共區(qū)、消防泵房等重要房間設(shè)置備用照明。車站公共區(qū)備用照明同時(shí)兼作值班照明，供夜間列車停運(yùn)后內(nèi)部人員通行和巡視時(shí)使用，其照度值不低于正常照明照度標(biāo)準(zhǔn)值的10%。一般工作場(chǎng)所備用照明不應(yīng)小于正常照明的10%。車站及區(qū)間疏散照明和疏散指示由集中型應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)提供電源，并實(shí)現(xiàn)控制。車站備用照明由EPS供電。正常情況下，EPS蓄電池均處于浮充狀態(tài)，應(yīng)急照明由0.4kV低壓開關(guān)柜室提供的交流380V電源直接供電；事故情況下，自動(dòng)切換裝置動(dòng)作，備用照明負(fù)荷自動(dòng)轉(zhuǎn)為由EPS蓄電池通過逆變器供電。EPS蓄電池容量均應(yīng)滿足事故情況下車站的備用照明持續(xù)供電時(shí)間不小于90min。EPS設(shè)置于車站兩端的應(yīng)急照明電源室。集中型應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)采用蓄電池分散的集中電源裝置供電，集中電源裝置的電源來自專用消防雙電源切換箱，若消防電源失電時(shí)，由集中電源裝置的蓄電池放電進(jìn)行供電。集中電源裝置蓄電池持續(xù)供電時(shí)間不應(yīng)小于90min。

4 低壓配電與照明系統(tǒng)中設(shè)備和電纜選型原則

動(dòng)力照明設(shè)備應(yīng)選用成熟、可靠、技術(shù)先進(jìn)并適宜于地下安裝及運(yùn)行的產(chǎn)品。通風(fēng)空調(diào)電控柜采用抽屜式或固定式開關(guān)柜。分散安裝于泵房、隧道內(nèi)的配電箱采用防潮、防霉、濕熱型產(chǎn)品。燈具選用壽命長(zhǎng)、節(jié)能高效型產(chǎn)品, 光源采用LED燈。區(qū)間燈具應(yīng)具有防水、防潮、防腐、防震、防塵性能，外殼防護(hù)等級(jí)不低于IP65，還應(yīng)具有單向遮光性能。疏散指示燈、電纜夾層安全照明燈選用LED燈。

所有動(dòng)力電纜均選用低煙、無鹵、阻燃型。電線電纜的阻燃或耐火特性均不低于B1級(jí)?；馂?zāi)時(shí)仍需運(yùn)行的動(dòng)力設(shè)備、系統(tǒng)電源電纜選用低煙無鹵阻燃耐火型電纜或礦物絕緣電纜，優(yōu)先選擇礦物絕緣電纜。所有照明回路電線均選用低煙、無鹵、阻燃型，事故時(shí)仍需運(yùn)行的應(yīng)急照明電源電線選用低煙、無鹵、阻燃耐火型電線。電線電纜的阻燃或耐火特性均不低于B1級(jí)。電纜一般采用沿電纜橋架敷設(shè)，無橋架處采用電纜穿鋼管敷設(shè)，電線一般采用穿鋼管敷設(shè)。

5 結(jié)語(yǔ)

城市軌道交通發(fā)展比較快，技術(shù)日益成熟，在設(shè)計(jì)時(shí)要適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需要，以及及時(shí)關(guān)注新的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整設(shè)計(jì)思路。全國(guó)各大設(shè)計(jì)院的技術(shù)儲(chǔ)備水平和設(shè)計(jì)理念不一樣，要集思廣益，同時(shí)設(shè)計(jì)單位要和施工單位緊密配合，往往只有在施工過程中才能發(fā)現(xiàn)問題，通過反饋調(diào)整設(shè)計(jì)，呈現(xiàn)良性循環(huán)。